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Publicado em: 17/07/2008

Os caçadores de bactérias

Vilma Homero

Flávia Carmo/ UFRJ

Reservatório no interior da planta reproduz a     diversidade de microorganismos do entorno

Nos laboratórios do Instituto de Microbiologia Professor Paulo de Góes, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Alexandre Rosado e sua equipe empreendem uma verdadeira caçada às bactérias. Protozoários e outros microorganismos também estão em sua mira. Mas longe de bolar formas para eliminá-los, os pesquisadores querem fazê-los trabalhar a nosso favor. Alexandre, que é Cientista do Nosso Estado, da FAPERJ, explica: trata-se de "bactérias do bem". Eles já descobriram microorganismos capazes de "comer" óleo derramado em águas litorâneas e mangues, o que lhes rendeu uma parceria com a Petrobras em projetos de fitorremediação para resolver casos de derrames de petróleo sem risco ambiental. Agora suas buscas se voltam para outro alvo: bactérias celulolíticas. Em outras palavras, significa descobrir microorganismos capazes de "digerir" moléculas de celulose e assim dar cabo das montanhas de bagaço de cana resultantes da produção do etanol, altamente poluentes para o meio ambiente.

Na verdade, não se trata apenas de eliminar o bagaço, mas de degradar toda a celulose que ele ainda contém, aproveitando-o para produzir maior quantidade de etanol. Para entender, Rosado explica que da cana extrai-se o caldo, rico em glicose, que, para chegar ao etanol, é submetido à fermentação provocada por leveduras. "Mas o bagaço que sobra ainda é rico em celulose, que nada mais são do que polissacarídeos, ou seja, várias subunidades diferentes de açúcares. Estes polissacarídeos são cadeias ramificadas, mais difíceis de quebrar em formas simples e também de se conseguir aproveitar os tipos de açúcar que contêm." É aí que entram as bactérias, capazes de quebrar estas cadeias em unidades simples. Seu papel é particularmente importante, já que para 1/3 de etanol, produz-se 2/3 de bagaço.

Não fosse a enorme quantidade de bagaço produzido, essa desproporção leva ainda a outros problemas. Aumentar a produção de etanol, como é meta do governo, quer dizer também aumentar as áreas de cultivo de cana-de-açúcar, o que pode significar maiores áreas desmatadas e maiores quantidades de bagaço poluente. "Com o emprego de bactérias celulolíticas degradando esse bagaço, consegue-se aumentar a capacidade de produção, sem necessidade de ampliar o espaço de plantio, evitando-se a expansão do desmatamento", explica.

Mas para encontrar esses microorganismos, Rosado e seus mestrandos buscam novos caminhos. "Novos microorganismos significam também novas enzimas, que possam apresentar maior eficácia do que as substâncias atualmente existentes", fala. Tudo isso inclui procurar em pontos tão diferentes quanto o estômago de ruminantes, o interior do intestino de peixes detritívoros ou de certas espécies inferiores de cupins, e ainda nos reservatórios de bromélias. Para quem não sabe, reservatório é aquele receptáculo em que estas plantas acumulam água das chuvas.

Flávia Carmo/ UFRJ

Quanto maior a aura em volta da bactéria,  maior será também sua atividade celulolítica

"Na verdade, os reservatórios são ambientes que concentram a enorme diversidade dos microorganismos de seu entorno", explica o pesquisador. O projeto da mestranda Flávia Lima, do Instituto de Biotecnologia Vegetal, da UFRJ, orientada em conjunto por Rosado e pelo professor da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj) Fábio Araújo, chegou a isolar cerca de 460 microorganismos diferentes em duas espécies diferentes dessa planta.

"Quase 80% deles são novas espécies ou gêneros ainda não descritos. Entre 60% e 70% são microorganismos celulolíticos", entusiasma-se Rosado. Ele se anima ainda mais ao revelar que a pesquisa chegou a resultados surpreendentes. "Descobrimos que, como se trata de um ecossistema supercompetitivo, 90% desses microorganismos produzem substâncias antimicrobianas, antitumorais e biosurfactantes (espécie de detergente biológico), como forma de eliminar os concorrentes. Nessa luta pela sobrevivência num pequeno ambiente, as bactérias mais fracas são eliminadas, e sobram as mais potentes. Trata-se de um imenso potencial que pode ser explorado em diversas áreas", diz Rosado. Um trabalho conjunto com professor Moisés Marinho, do Instituto de Bioquímica Médica da universidade, permitirá testar a amplitude da atividade antitumoral e antimicrobiana dessas substâncias. "São inúmeras as possibilidades de uso na indústria farmacêutica para a produção de novos antibióticos", diz.

Na mesma busca a bactérias celulolíticas, outro mestrando, André Luís Moraes de Castro, defendeu tese em que pesquisou o organismo de peixes detritívoros – que se alimentam de matéria orgânica vegetal. O trabalho foi realizado em parceria com as professoras da UFRJ, Elba Bom (Instituto de Química) e Rosalie Coelho (Instituto de Microbiologia) e apresentou resultados melhores do que o esperado: André chegou a várias novas espécies de microorganismos, duas delas já isoladas, descritas e que agora serão submetidas a testes de laboratório para verificar a intensidade de sua atividade celulolítica. Ou seja, testes em escala determinarão se essa atividade se mostra eficaz em produzir grandes quantidades de celulase (classe de enzimas produzidas essencialmente por fungos, bactérias e protozoários, que catalisam a hidrólise da celulose).

"Como 90% dessas bactérias e protozoários são desconhecidos, temos ainda que descobrir em que meio de cultura podemos cultivá-los", fala Rosado. Para o pesquisador e sua equipe, o caminho será formar um coquetel de celulases produzidas por diferentes microorganismos, para aumentar-lhes a eficácia. Um segundo passo seria estudar a combinação de microorganismos de origens (animais ou plantas) diferentes.

Agora, uma das metas dos pesquisadores é trabalhar na descrição de novas espécies microbianas. "Nós descrevemos e o pessoal da Química testa para nós a capacidade dessas espécies em quebrar cadeias de celulose e da possibilidade de transformar essa atividade em escala comercialmente interessante. É nesse caminho que segue a tese de doutorado do André. Nosso passo seguinte será chegar ao pedido de patente", conclui.